智能電網(wǎng)定義
一個(gè)由眾多自動(dòng)化的輸電和配電系統(tǒng)構(gòu)成的電力系統(tǒng),以協(xié)調(diào)、有效和可靠的方式實(shí)現(xiàn)所有的電網(wǎng)運(yùn)作,具有自愈功能;快速響應(yīng)電力市場(chǎng)和企業(yè)業(yè)務(wù)需求;具有智能化的通信架構(gòu),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、安全和靈活的信息流,為用戶(hù)提供可靠、經(jīng)濟(jì)的電力服務(wù)。
中國(guó)的智能電網(wǎng)的基本特征是在技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。
智能電網(wǎng)(smart power grids),就是電網(wǎng)的智能化,也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo),其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶(hù)、抵御攻擊、提供滿(mǎn)足21世紀(jì)用戶(hù)需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。
智能電網(wǎng)發(fā)展歷史
2005年,坎貝爾發(fā)明了一種技術(shù),利用的是(Swarm群體行為)原理,讓大樓里的電器互相協(xié)調(diào),減少大樓在用電高峰期的用電量??藏悹柊l(fā)明了一種無(wú)線控制器,與大樓的各個(gè)電器相連,并實(shí)現(xiàn)有效控制。比如,一臺(tái)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)15分鐘,以把室內(nèi)溫度維持在24℃;而另外兩臺(tái)空調(diào)可能會(huì)在保證室內(nèi)溫度的前提下,停運(yùn)15分鐘。這樣,在不犧牲每個(gè)個(gè)體的前提下,整個(gè)大樓的節(jié)能目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)。這個(gè)技術(shù)賦予電器于智能,提高能源的利用效率。
2006年歐盟理事會(huì)的能源綠皮書(shū)《歐洲可持續(xù)的、競(jìng)爭(zhēng)的和安全的電能策略》(A European Strategy forSustainable,Competitive and SecureEnergy)強(qiáng)調(diào)智能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向。這時(shí)候的智能電網(wǎng)應(yīng)該是指輸配電過(guò)程中的自動(dòng)化技術(shù)?!?
2006年中期,一家名叫“網(wǎng)點(diǎn)“(GridPoint)的公司最近開(kāi)始出售一種可用于監(jiān)測(cè)家用電路耗電量的電子產(chǎn)品,可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)調(diào)整家用電器的用電量。這個(gè)電子產(chǎn)品具有了一部分交互能夠,可以看作智能電網(wǎng)中的一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施。美國(guó)IBM公司曾與全球電力專(zhuān)業(yè)研究機(jī)構(gòu)、電力企業(yè)合作開(kāi)發(fā)了“智能電網(wǎng)”解決方案。這一方案被形象比喻為電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”,電力公司可以通過(guò)使用傳感器、計(jì)量表、數(shù)字控件和分析工具,自動(dòng)監(jiān)控電網(wǎng),優(yōu)化電網(wǎng)性能、防止斷電、更快地恢復(fù)供電,消費(fèi)者對(duì)電力使用的管理也可細(xì)化到每個(gè)聯(lián)網(wǎng)的裝置。這個(gè)可以看作智能電網(wǎng)最完整的一個(gè)解決方案,標(biāo)志著智能電網(wǎng)概念的正式誕生。
2007年10月,華東電網(wǎng)正式啟動(dòng)了智能電網(wǎng)可行性研究項(xiàng)目,并規(guī)劃了從2008年至 2030年的“三步走”戰(zhàn)略,即:在2010年初步建成電網(wǎng)高級(jí)調(diào)度中心,2020年全面建成具有初步智能特性的數(shù)字化電網(wǎng),2030年真正建成具有自愈能力的智能電網(wǎng)。該項(xiàng)目的啟動(dòng)標(biāo)志著中國(guó)開(kāi)始進(jìn)入智能電網(wǎng)領(lǐng)域。
2008年美國(guó)科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經(jīng)成為了全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市,每戶(hù)家庭都安裝了智能電表,人們可以很直觀地了解當(dāng)時(shí)的電價(jià),從而把一些事情,比如洗衣服、燙衣服等安排在電價(jià)低的時(shí)間段。電表還可以幫助人們優(yōu)先使用風(fēng)電和太陽(yáng)能等清潔能源。同時(shí),變電站可以收集到每家每戶(hù)的用電情況。一旦有問(wèn)題出現(xiàn),可以重新配備電力。
2008年9月 Google與通用電氣聯(lián)合發(fā)表聲明對(duì)外宣布,他們正在共同開(kāi)發(fā)清潔能源業(yè)務(wù),核心是為美國(guó)打造國(guó)家智能電網(wǎng)。
2009年1月25日美國(guó)白宮發(fā)布的《復(fù)蘇計(jì)劃尺度報(bào)告》宣布:將鋪設(shè)或更新3000英里輸電線路,并為4000萬(wàn)美國(guó)家庭安裝智能電表——美國(guó)行將推動(dòng)互動(dòng)電網(wǎng)的整體革命。2月2 日能源問(wèn)題專(zhuān)家武建東在《全面推動(dòng)互動(dòng)電網(wǎng)革命拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型》的文章中,明確提出中國(guó)電網(wǎng)亟須實(shí)施“互動(dòng)電網(wǎng)”革命性改造。
2009年2月4日,地中海島國(guó)馬耳他在周三公布了和IBM達(dá)成的協(xié)議,雙方同意建立一個(gè)“智能公用系統(tǒng)”,實(shí)現(xiàn)該國(guó)電網(wǎng)和供水系統(tǒng)數(shù)字化。IBM及其合作伙伴將會(huì)把馬耳他2萬(wàn)個(gè)普通電表替換成互動(dòng)式電表,這樣馬耳他的電廠就能實(shí)時(shí)監(jiān)控用電,并制定不同的電價(jià)來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)節(jié)約用電的用戶(hù)。這個(gè)工程價(jià)值高達(dá)9100萬(wàn)美元(合7000萬(wàn)歐元),其中包括在電網(wǎng)中建立一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)和輸電線、各發(fā)電站以及其他的基礎(chǔ)設(shè)施一起提供相關(guān)數(shù)據(jù),讓電廠能更有效地進(jìn)行電力分配并檢測(cè)到潛在問(wèn)題。 IBM將會(huì)提供搜集分析數(shù)據(jù)的軟件,幫助電廠發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì),降低成本以及該國(guó)碳密集型發(fā)電廠的排放量。
2009年2月10日,谷歌表示已開(kāi)始測(cè)試名為谷歌電表﹙PowerMeter﹚的用電監(jiān)測(cè)軟件。這是一個(gè)測(cè)試版在線儀表盤(pán),相當(dāng)于谷歌正在成為信息時(shí)代的公用基礎(chǔ)設(shè)施。
2009年2月28日,作為華北公司智能化電網(wǎng)建設(shè)的一部分——華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過(guò)程發(fā)電控制系統(tǒng)在京通過(guò)專(zhuān)家組的驗(yàn)收。這套系統(tǒng)首次將以往分散的能量管理系統(tǒng)、電網(wǎng)廣域動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、在線穩(wěn)定分析預(yù)警系統(tǒng)高度集成,調(diào)度人員無(wú)需在不同系統(tǒng)和平臺(tái)間頻繁切換,便可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)綜合運(yùn)行情況的全景監(jiān)視并獲取輔助決策支持。此外,該系統(tǒng)通過(guò)搭建并網(wǎng)電廠管理考核和輔助服務(wù)市場(chǎng)品質(zhì)分析平臺(tái),能有效提升調(diào)度部門(mén)對(duì)并網(wǎng)電廠管理的標(biāo)準(zhǔn)化和流程化水平。
美國(guó)谷歌2009年3月3日向美國(guó)議會(huì)進(jìn)言,要求在建設(shè)“智能電網(wǎng)(Smart Grid)”時(shí)采用非壟斷性標(biāo)準(zhǔn)。
2010年1月12日,國(guó)家電網(wǎng)公司制定了《關(guān)于加快推進(jìn)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的意見(jiàn)》,確定了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基本原則和總體目標(biāo)。
智能電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)
智能電網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全,電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo),就可以稱(chēng)其為智能電網(wǎng)。
智能電網(wǎng)必須更加可靠—智能電網(wǎng)不管用戶(hù)在何時(shí)何地,都能提供可靠的電力供應(yīng)。它對(duì)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出充分的告警,并能忍受大多數(shù)的電網(wǎng)擾動(dòng)而不會(huì)斷電。它在用戶(hù)受到斷電影響之前就能采取有效的校正措施,以使電網(wǎng)用戶(hù)免受供電中斷的影響。
智能電網(wǎng)必須更加安全—智能電網(wǎng)能夠經(jīng)受物理的和網(wǎng)絡(luò)的攻擊而不會(huì)出現(xiàn)大面積停電或者不會(huì)付出高昂的恢復(fù)費(fèi)用。它更不容易受到自然災(zāi)害的影響。智能電網(wǎng)必須更加經(jīng)濟(jì)—智能電網(wǎng)運(yùn)行在供求平衡的基本規(guī)律之下,價(jià)格公平且供應(yīng)充足。智能電網(wǎng)必須更加高效—智能電網(wǎng)利用投資,控制成本,減少電力輸送和分配的損耗,電力生產(chǎn)和資產(chǎn)利用更加高效。通過(guò)控制潮流的方法,以減少輸送功率擁堵和允許低成本的電源包括可再生能源的接入。
智能電網(wǎng)必須更加環(huán)境友好—智能電網(wǎng)通過(guò)在發(fā)電、輸電、配電、儲(chǔ)能和消費(fèi)過(guò)程中的創(chuàng)新來(lái)減少對(duì)環(huán)境的影響。進(jìn)一步擴(kuò)大可再生能源的接入。在可能的情況下,在未來(lái)的設(shè)計(jì)中,智能電網(wǎng)的資產(chǎn)將占用更少的土地,減少對(duì)景觀的實(shí)際影響。智能電網(wǎng)必須是使用安全的—智能電網(wǎng)必須不能傷害到公眾或電網(wǎng)工人,也就是對(duì)電力的使用必須是安全的。
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